客观日本

日本发现自噬功能降低会促进尿路结石形成

2019年08月19日 生物医药

日本名古屋市立大学的教授安井孝周和研究员海野怜(肾与泌尿外科学领域)与长崎大学的川端刚助教(干细胞生物学研究领域)等人组成的研究小组根据下述假说推进了研究,即在肾脏内的肾小管细胞中,选择性地隔离和排除有害因子的生态防御机制——自噬的功能会因细胞损伤而降低,从而形成尿路结石。此次,研究小组在基础研究中全球首次发现,①自噬功能降低会加剧细胞损伤,促进结石形成;②自噬功能降低是mTOR信号被激活所致;③通过使用抑制mTOR信号的药物,能增强自噬,抑制细胞损伤,从而抑制结石形成,相关内容已经发布在《Autophagy》期刊上。

此次的研究成果至关重要,证明了在尿路结石的形成过程中,mTOR信号升高导致自噬功能降低,这表明,通过激活自噬功能不仅有助于预防尿路结石,还可以将mTOR作为新的诊断标记物。

肾脏的肾小管细胞受损被认为会促进尿路结石形成。研究小组着眼于具有抑制细胞损伤作用的自噬功能(图1),调查了尿路结石与自噬功能的关系,以及通过增强自噬预防尿路结石的效果。

日本发现自噬功能降低会促进尿路结石形成

图1 自噬:细胞受损后,会自我消化细胞内的有害因子,维持稳态,抑制损伤

研究小组首先调查了添加草酸钙晶体的肾小管培养细胞、形成草酸钙结石的小鼠以及草酸钙结石患者的自噬活性。接下来,调查了抑制自噬的mTOR信号的变化。最后向培养细胞和小鼠施用抑制mTOR信号的药物,调查了对形成结石的抑制效果。

实验表明,无论是培养细胞、小鼠还是尿路结石患者,自噬功能的降低均促进了结石形成。研究发现,原因在于抑制自噬作用的mTOR信号被草酸钙晶体激活。因此,施用抑制mTOR信号的药剂后,观察到表示自噬增强的MAP1LC3蛋白的表达升高,由此确认,通过利用自噬体隔离和去除细胞内产生的受损线粒体等有害因子,能抑制细胞损伤,从而抑制结石的形成(图2)。

日本发现自噬功能降低会促进尿路结石形成

图2:通过施用mTOR抑制剂,细胞内的自噬增强,明显抑制了肾结石的形成

以上结果表明,草酸钙晶体造成mTOR信号升高会导致自噬功能降低,加剧细胞损伤,促进结石形成。施用mTOR抑制剂等增强自噬的药物,可能会抑制结石的形成。

■论文
题目:Deregulated MTOR (mechanistic target of rapamycin kinase) is responsible for autophagy defects exacerbating kidney stone development.
期刊:《Autophagy》

日文新闻发布全文

文:JST客观日本编辑部翻译整理

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